-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Druckschott für einen Flugzeugrumpf mit einem Hautelement und mit einer Verstärkungsanordnung. Ein Druckschott wird üblicherweise am Heckbereich eines Flugzeugrumpfs eingesetzt, um die mit Druck beaufschlagte Kabine gegenüber dem Heckbereich des Flugzeuges abzuschließen, der nicht mit Druck beaufschlagt wird und somit im Wesentlichen den Umgebungsdruck abhängig von der Flughöhe aufweist. Das Druckschott hat daher eine vorrangig runde Form, die an die Innenwand des Rumpfes, in dessen Umfangsrichtung gesehen, angepasst ist.
-
Das Hautelement weist eine erste Oberfläche, eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche, einen umlaufenden Rand und eine Mittelachse auf. Dabei weist die eine aus der ersten und zweiten Oberfläche zur Druckseite, d.h. zur Kabine bzw. Druckkabine und die andere aus der ersten und zweiten Oberfläche weist von der Kabine weg zum Heckbereich des Flugzeugrumpfs. Der Rand ist an die Flugzeugrumpfstruktur, in welcher das Druckschott eingesetzt wird oder eingesetzt werden soll, entlang deren innerem Umfang angepasst beziehungsweise angeschlossen. Die Mittelachse erstreckt sich näherungsweise senkrecht zur ersten und zweiten Oberfläche und verläuft parallel oder näherungsweise parallel zu einer Flugzeuglängsachse des Flugzeugrumpfs.
-
Die Verstärkungsanordnung weist eine Vielzahl von Radialverstärkungselementen auf, welche sich entlang der ersten Oberfläche des Hautelements und an dem Hautelement anliegend in radialer Richtung zwischen einem äußeren Ende am Rand des Hautelements und einem der Mittelachse zugewandten inneren Ende erstrecken. Das innere Ende ist somit dasjenige Ende der Radialverstärkungselemente, welches zur Mittelachse am nächsten liegt. Dabei kann das innere Ende auch auf der Mittelachse liegen, wie dies zum Beispiel der Fall sein kann, wenn mehrere Radialverstärkungselemente an ihren inneren Enden miteinander verbunden sind. Auch kann zwischen den inneren Enden der Radialverstärkungselemente und der Mittelachse eine Durchgangsöffnung in dem Hautelement vorgesehen sein, durch welche Systeme, wie beispielsweise Kabel und Schläuche oder Rohre, von der Kabine in den Heckbereich geführt werden können.
-
Jedes der Radialverstärkungselemente definiert in einem radialen, entlang der Mittelachse verlaufenden Querschnitt betrachtet, das heißt zwischen dem äußeren und inneren Ende der Radialverstärkungselemente betrachtet, eine erste Konturlinie und eine der ersten Konturlinie gegenüberliegende zweite Konturlinie. Dabei verläuft jede Konturlinie vom äußeren zum inneren Ende der Radialverstärkungselemente. Die Konturlinien bilden dabei äußere Begrenzungslinien der Radialverstärkungselemente. Die Verstärkungsanordnung, das heißt die Radialverstärkungselemente, liegt mit den ersten Konturlinien an der ersten Oberfläche des Hautelements an. Gleichzeitig liegt entlang der zweiten Konturlinien kein weiteres Hautelement an der Verstärkungsanordnung an.
-
Aus dem Stand der Technik sind einige derartige oder ähnliche Druckschotts bekannt. Bei dem momentan üblicherweise verwendeten Druckschott weist das Hautelement zusammen mit den daran befestigten Verstärkungselementen eine kalottenartige starke Wölbung auf, um die auf das Druckschott wirkende Drucklast zwischen Kabinendruck und Umgebungsdruck möglichst gut aufnehmen zu können. Dabei sind die Verstärkungselemente in radialer Weise auf der konvexen Oberfläche des Hautelements angeordnet, wobei die Verstärkungselemente entlang ihres Verlaufs eine konstante Stärke aufweisen, das heißt der Abstand zwischen ihrer ersten und zweiten Konturlinie verändert sich nicht, wodurch die erste und zweite Konturlinie im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Nachteilhaft bei einer solchen Ausgestaltung des Druckschotts ist jedoch einerseits, dass das Druckschott aufgrund der starken Wölbung viel Platz einnimmt, wobei der Raum innerhalb der Wölbung aus Sicherheitsgründen im Normalfall nicht genutzt wird, und andererseits, dass die Herstellung des Druckschotts als Faserverbundwerkstück sehr aufwändig ist, da es sehr komplex ist, die Verstärkungselemente auf dem gewölbten Hautelement anzuordnen und zu befestigen.
-
Aus diesen Gründen gibt es im Stand der Technik verschiedene Vorstöße für ungewölbte Druckschotts, deren Hautelemente also eben verlaufen und keine oder nur eine äußerst geringe Wölbung aufweisen.
-
Ein solches ungewölbtes Druckschott ist in der
US 6,443,392 B1 beschrieben, welches ein ebenes Hautelement aufweist, welches umlaufend entlang des Randes sowie zur Mitte hin mit einer Vielzahl von Stützelementen gegenüber der Rumpfstruktur abgestützt wird. Für ein derart ausgestaltetes Druckschott ist jedoch eine hohe Anzahl von Bauteilen, insbesondere Verstärkungselementen erforderlich, die alle montiert werden müssen und die ein unerwünscht hohes Gewicht mit sich bringen.
-
Eine andere Alternative für ein Druckschott mit einem ungewölbten Querschnitt ist aus der
US 2009/0242701 A1 bekannt, wobei ein ebenes Hautelement durch ein Fachwerk aus senkrecht zueinander verlaufenden Verstärkungselementen abgestützt wird. Eine ähnliche Bauweise eines Druckschotts ist auch aus der
US 2014/0124622 A1 bekannt. Auch eine solche Ausgestaltung des Druckschotts weist jedoch in der Praxis verschiedene Nachteile, insbesondere einen erhöhten Montageaufwand sowie ein unerwünscht hohes Gewicht, auf.
-
Aus der
DE 10 2012 005 451 A1 ist ein Druckschott in Sandwichbauweise bekannt, wobei zwei gegenüberliegende Hautelemente eine leichte Wölbung in Form einer Linse aufweisen und zwischen einander einen Schaumkern halten. Obwohl der linsenförmige Querschnitt sich als vorteilhaft in Bezug auf die Strukturbelastung erwiesen hat, das heißt die Drucklasten aufgrund dieser Bauweise besonders gut und gleichmäßig und bei vergleichsweise geringem Gewicht aufgenommen und übertragen werden können, so ist es bei einem Druckschott in einer Sandwichbauweise, das heißt bei einer zwischen zwei Hautelementen abgeschlossenen Bauweise, nachteilhaft, dass der Kern nicht ohne Weiteres, zum Beispiel für routinemäßige Inspektionen, untersucht werden kann.
-
Aus der
DE 10 2010 018 933 A1 ist schließlich ein Druckschott bekannt, das ein ebenes Hautelement und eine Vielzahl von an der ersten Oberfläche des Hautelements anliegenden radial verlaufenden Verstärkungselementen bekannt. Die Verstärkungselemente weisen auf der von dem Hautelement abgewandten Seite eine erste Konturlinie auf, die sich abschnittsweise vom Rand zur Mittelachse hin erhöht, wobei der Abstand zwischen der ersten Konturlinie und der an dem Hautelement anliegenden zweiten Konturlinie zunimmt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass ein solcher unstetiger, abschnittsweise verlaufender Verlauf der ersten Konturlinie keine optimale Aufnahme der Drucklasten beziehungsweise Übertragung der Drucklasten auf die Rumpfstruktur erlaubt. Das wiederum hat zur Folge, dass das Druckschott zur Aufnahme der auftretenden Lasten derart dimensioniert werden muss, dass unerwünscht viel Material verwendet werden muss und in der Folge unerwünscht hohes Gewicht auftritt.
-
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Druckschott für einen Flugzeugrumpf bereitzustellen, das die auftretenden Drucklasten auf möglichst effiziente Weise, das heißt mit möglichst wenig Material und Gewichtseinsatz, aufnehmen und an die Flugzeugrumpfstruktur übertragen kann.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass jede der ersten und/oder zweiten Konturlinien vom äußeren Ende in Richtung zum inneren Ende einen konvexen Verlauf aufweist, wobei der Abstand zwischen der ersten Konturlinie und der zweiten Konturlinie stetig zunimmt. Dies schließt nicht aus, dass nicht auch weitere Verstärkungselemente vorgesehen sein können, deren erste oder zweite Konturlinie nicht die zuvor beschriebene Form aufweist. Die Idee ist also, die Radialverstärkungselemente derart auszubilden, dass sie in ihrem radialen Querschnitt zumindest entlang einer ihrer Konturlinien einen linsenförmigen beziehungsweise teillinsenförmigen Verlauf aufweisen. Wie die andere Konturlinie geformt ist und welche von beiden die erste Konturlinie darstellt, das heißt an welcher der beiden Konturlinien das Hautelement anliegt, kann an dieser Stelle noch offen bleiben und ist Gegenstand verschiedener Ausführungsformen. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass die ersten und/oder zweiten Konturlinien abschnittsweise einen konvexen Verlauf aufweisen, wobei jeder Abschnitt eine zu dem benachbarten Abschnitt unterschiedliche Krümmung aufweist.
-
Mit einer derartigen Form der Radialverstärkungselemente kann die auf das Druckschott wirkende Drucklast, insbesondere die von der Drucklast hervorgerufenen Biegemomente und Stoßbelastungen, besonders effektiv aufgenommen und an die Flugzeugrumpfstruktur übertragen werden, so dass ein minimaler Materialeinsatz und damit auch ein minimales Gewicht des Druckschotts möglich wird.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die ersten und/oder die zweite Konturlinie, vom äußeren zum inneren Ende betrachtet die Form einer Kettenlinie auf. Die Kettenlinie kann dabei wie folgt definiert werden:
wobei sich die x-Achse in radialer Richtung senkrecht zu der Mittelachse erstreckt, wobei sich die y-Achse senkrecht zur x-Achse und daher senkrecht zur Mittelachse erstreckt, wobei einen Vergrößerungsfaktor darstellt, wobei x
0 den Abstand des Scheitelpunkts von der Mittelachse darstellt und wobei y
0 die Verschiebung entlang der Mittelachse darstellt. Radialverstärkungselemente, die in Kettenlinienform gebildet sind, können die durch den Druckunterschied auf beiden Seiten des Druckschotts in der Verstärkungsanordnung, d.h. in den Radialverstärkungselementen, erzeugten Biege- und Zuglasten besonders effektiv übertragen.
-
In einer alternativen Ausführungsform weist die erste und/oder die zweite Konturlinie vom äußeren zum inneren Ende betrachtet die Form einer Parabel auf. Die Parabelform ist vorzugsweise so gewählt, dass sie näherungsweise dem Verlauf des durch den Druckunterschied auf beiden Seiten des Druckschotts hervorgerufenen Biegemoments in dem Druckschott entspricht. Auch in Parabelform gebildete Radialverstärkungselemente können die aufkommenden Lasten besonders effektiv übertragen.
-
In noch einer weiteren alternativen Ausführungsform weist die erste und/oder die zweite Konturlinie vom äußeren zum inneren Ende betrachtet die Form eines Kreissegments auf. Auch als Kreissegment geformte Radialverstärkungselemente können die Lasten besonders effektiv übertragen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die erste Konturlinie vom äußeren Ende in Richtung zum inneren Ende den konvexen Verlauf auf, in dem der Abstand zwischen der ersten Konturlinie und der zweiten Konturlinie stetig zunimmt. Die zweite Konturlinie hingegen weist einen geraden, das heißt ungekrümmten, Verlauf auf. Eine solche Anordnung von der Verstärkungsanordnung gegenüber dem Hautelement eignet sich, um Kräfte besonders wirksam aufzunehmen und zu übertragen.
-
Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist sowohl die erste Konturlinie als auch die zweite Konturlinie vom äußeren Ende in Richtung zum inneren Ende den konvexen Verlauf auf, in dem der Abstand zwischen der ersten Konturlinie und der zweiten Konturlinie stetig zunimmt. Eine solche Anordnung der Verstärkungsanordnung gegenüber dem Hautelement kann besonders wirksam Lasten übertragen.
-
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die erste Oberfläche zur Druckseite des Rumpfes, das heißt zur Kabine, hin weist. Mit anderen Worten ist das Hautelement derart angeordnet, dass der Druck von der Kabine aus auf die konkave Seite des Hautelements drückt.
-
Nach einer alternativen Ausführungsform weist die zweite Konturlinie vom äußeren Ende in Richtung zum inneren Ende den konvexen Verlauf auf, in dem der Abstand zwischen der ersten Konturlinie und der zweiten Konturlinie stetig zunimmt. Dabei weist die erste Konturlinie jedoch einen geraden, das heißt ungekrümmten, Verlauf auf. Mit einer solchen Anordnung von der Verstärkungsanordnung gegenüber dem Hautelement können Lasten besonders effektiv übertragen werden.
-
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn eine Zusatzverstärkungsanordnung vorgesehen ist, die an der zweiten Oberfläche des Hautelements anliegt und die analog zu der Verstärkungsanordnung ausgebildet ist. Analog heißt in diesem Zusammenhang vorzugsweise symmetrisch, wobei das Hautelement die Symmetrieachse definiert, kann jedoch auch eine zur Verstärkungsvorrichtung asymmetrische Ausgestaltung der Zusatzverstärkungsvorrichtung bedeuten. Mit einer Zusatzverstärkungsanordnung können Lasten besonders effektiv übertragen werden. Es kann vorzugsweise auch vorgesehen sein, dass die Zusatzverstärkungsanordnung in einer Richtung parallel zur Mittelachse betrachtet nicht mit der Verstärkungsanordnung fluchtet, da auf diese Weise insbesondere das Beulverhalten des Hautelements verbessert werden kann.
-
Dabei ist es auch besonders bevorzugt, wenn die zweite Oberfläche zur Druckseite des Rumpfes, das heißt zur Kabine, hin weist. Damit wirkt der Druck aus der Kabine in Richtung der konvexen Seite der zweiten Konturlinie, wodurch Lasten besonders effektiv übertragen werden können.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verstärkungsanordnung einen oder mehrere, vorzugsweise gleichmäßig voneinander beabstandete, Tangentialverstärkungselemente auf, die sich in tangentialer Richtung um die Mittelachse entlang der ersten Oberfläche des Hautelements sowie von der ersten Konturlinie zur zweiten Konturlinie erstrecken. Dabei bilden die Tangentialverstärkungselemente Schnittpunkte mit den Radialverstärkungselementen, wobei die Tangentialverstärkungselemente entweder an den Radialverstärkungselementen befestigt sind oder integral mit diesen ausgebildet sind. Mit den Tangentialverstärkungselementen können mehrere Radialverstärkungselemente miteinander verbunden werden und damit Lasten besser über die gesamte Verstärkungsanordnung verteilt werden, so dass die Verstärkungsanordnung widerstandsfähiger und effektiver ausgestaltet ist.
-
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn zwei oder mehr der Schnittpunkte, an welchen sich die Radialverstärkungselemente und die Tangentialverstärkungselemente schneiden, untereinander durch Diagonalverstärkungselemente verbunden sind. Die Diagonalverstärkungselemente erstrecken sich entlang der ersten Oberfläche des Hautelements von der ersten Konturlinie zur zweiten Konturlinie und zwischen den Radialverstärkungselementen und den Tangentialverstärkungselementen. Dabei können auch einzelne der Radialverstärkungselemente oder der Tangentialverstärkungselemente von den Diagonalverstärkungselementen abseits eines Schnittpunkts geschnitten werden. Durch die Kombination der Radialverstärkungselemente mit den Tangentialverstärkungselementen und den Diagonalverstärkungselementen entsteht eine nährungsweise bionische Form, wie diese in der Natur häufig, beispielsweise bei Blättern von Pflanzen, wie Seerosen, vorkommt. Eine solche Form ist besonders widerstandsfähig und verteilt die Kräfte besonders effektiv zwischen den Radial-, Tangential- und Diagonalverstärkungselementen.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Druckschott zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, aus Faserverbundwerkstoff, vorzugsweise aus CFK, gebildet. Alternativ ist das Druckschott zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, aus einem metallischen Werkstoff, vorzugsweise Aluminium, gebildet. Dabei ist das Druckschott vorzugsweise in monolithischer Bauweise, das heißt als ein einzelnes zusammenhängendes integrales Bauteil gebildet. Dieses kann im Fall eines Faserverbundwerkstoffs beispielsweise mit einem „Vacuum assisted Resin Transfer Moulding“(VaRTM)-Verfahren oder unter Einsatz von Prepreg-Elementen mit einer Aushärtung im Autoklav gebildet sein, sowie im Fall eines metallischen Werkstoffs beispielsweise aus einem Metallblock gefräst oder durch „Additive Layer Manufacturing“ (ALM) gebildet sein. Auch ist es denkbar, dass die Verstärkungsanordnung, d.h. insbesondere die Radialverstärkungselemente, auf das Hautelement aufgeschweißt werden, was beispielsweise mit einem „Laser-Beam-Welding“-Verfahren erfolgen kann.
-
In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Radialverstärkungselemente und/oder die Tangentialverstärkungselemente und/oder die Diagonalverstärkungselemente in Form von T-Profilen oder vorzugsweise in Form von TT-Profilen oder weiter bevorzugt in Form von TY-Profilen gebildet. Dabei sind aus mechanischer Sicht die TT-Profile und die TY-Profile gegenüber den T-Profilen zu bevorzugen. Die TY-Profile wiederum sind – zumindest beim Einsatz von Faserverbundwerkstoff – gegenüber den TT-Profilen zu bevorzugen, da es bei den TY-Profilen leichter fällt, die zum Stützen während des Aushärtens zwischen den einzelnen Profilen erforderliche Fertigungskerne zwischen den Profilen einzuführen und wieder zu entfernen. Alternativ oder zusätzlich könnten die Radialverstärkungselemente und/oder die Tangentialverstärkungselemente und/oder die Diagonalverstärkungselemente auch in Form von TL- oder C-Profile ausgebildet sein. Auch ist es bevorzugt, wenn die Verstärkungsanordnung, d.h. die Radial-, Tangential- und Diagonalverstärkungselemente, in Sandwich-Bauweise gebildet ist. Dabei weisen die Radial-, Tangential- und Diagonalverstärkungselemente dann vorzugsweise ein geschlossenes Profil auf, wie beispielsweise ein Hut- oder Omega-Profil.
-
Gemäß noch einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Anschlusselementen zum Anschluss der Radialverstärkungselemente an die Stringer der Flugzeugrumpfstruktur an den äußeren Enden der Radialverstärkungselementen vorgesehen. Dabei könne die Anschlusselemente einen Teil der äußeren Enden der Radialverstärkungselemente bilden oder alternativ mit den äußeren Enden der Radialverstärkungselemente verbunden sein. Die Radialverstärkungselemente sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie mit der Flugzeugrumpfstruktur, insbesondere mit den Stringern, verbunden werden können, ohne dabei um eine tangentiale Richtung drehende Biegemomente auf die Flugzeugrumpfstruktur zu übertragen, sondern lediglich Zug- oder Druckkräfte auf die Flugzeugrumpfstruktur zu übertragen. Die Anschlusselemente bilden dabei vorzugsweise einen Teil oder eine Verlängerung der inneren und äußeren Konturlinie. In bestimmten Ausführungsformen kann es jedoch auch sinnvoll sein, die Anschlusselemente derart auszugestalten, dass anstelle des zuvor beschriebenen momentenfreien Rumpfanschlusses ein Momentenfester Rumpfanschluss gewählt wird, wobei um eine tangentiale Richtung drehende Biegemomente von dem Druckschott auf die Flugzeugrumpfstruktur übertragen würden.
-
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung genauer beschrieben. Die Zeichnung zeigt in
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Druckschotts mit Radial- und Tangentialverstärkungselementen,
-
2 einen Ausschnitt einer zweiten perspektivischen Ansicht des Druckschotts aus 1,
-
3 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckschotts mit einer konvexen ersten Konturlinie und einer geraden zweiten Konturlinie,
-
4 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckschotts mit einer konvexen ersten und zweiten Konturlinie,
-
5 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Druckschotts mit einer konvexen zweiten Konturlinie und einer geraden ersten Konturlinie,
-
6 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Druckschotts mit einer konvexen zweiten Konturlinie, einer geraden ersten Konturlinie sowie einer Zusatzverstärkungsanordnung und
-
7 eine schematische Draufsicht eines tangentialen Segmentabschnitts eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Druckschotts mit Radialverstärkungselementen, Tangentialverstärkungselementen und Diagonalverstärkungselementen.
-
In 1 ist ein Druckschott 1 für einen Flugzeugrumpf dargestellt. Das Druckschott 1 weist ein Hautelement 3 und eine Verstärkungsanordnung 5 auf.
-
Das Hautelement 3 weist eine erste Oberfläche 7 und eine der ersten Oberfläche 7 gegenüberliegende zweite Oberfläche 9 auf. Ferner weist das Hauelement 3 einen umlaufenden Rand 11 zur Anlage an den inneren Umfang eines Flugzeugrumpfs und eine Mittelachse 13 auf, die näherungsweise senkrecht zu dem Hautelement 3 und näherungsweise parallel zu der Flugzeuglängsachse des Flugzeugrumpfs in welchem das Druckschott 1 installiert ist, verläuft.
-
Die Verstärkungsanordnung 5 weist eine Vielzahl von Radialverstärkungselementen 15 auf, die sich entlang der ersten Oberfläche 7 des Hautelements 3 an diesem anliegend in radialer Richtung zwischen einem äußeren Ende 17 am Rand 11 des Hautelements 3 und einem der Mittelachse 13 zugewandten inneren Ende 19 erstrecken. Zwischen dem inneren Ende 19 und der Mittelachse 13 weist das in 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel eine Öffnung 21 zum Durchführen von Systemen durch das Druckschott 1 auf.
-
Jedes Radialverstärkungselement 15 definiert in einem radialen, entlang der Mittelachse 13 verlaufenden Querschnitt betrachtet eine erste Konturlinie 23 und eine der ersten Konturlinie 23 gegenüberliegende zweite Konturlinie 25. Jede Konturlinie 23, 25 verläuft vom äußeren Ende 17 zum inneren Ende 19 der Radialverstärkungselemente 15. Die Verstärkungsanordnung 5 liegt mit den ersten Konturlinien 23 an der ersten Oberfläche 7 des Hautelements 3 an. Entlang der zweiten Konturlinie 25 liegt kein weiteres Hautelement an der Verstärkungsanordnung 5 an, so dass der Raum zwischen den Radialverstärkungselementen 15 von dieser Seite aus zugänglich ist.
-
Wie in 1 und 2 dargestellt weist die Verstärkungsanordnung 5 neben den Radialverstärkungselementen 15 noch mehrere, gleichmäßig voneinander beabstandete, Tangentialverstärkungselemente 27 auf, die sich in tangentialer Richtung um die Mittelachse 13 entlang der ersten Oberfläche 7 des Hautelements 3 sowie von der ersten Konturlinie 23 zur zweiten Konturlinie 25 erstrecken und dabei Schnittpunkte 29 mit den Radialverstärkungselementen 15 bilden. Die Radial- und Tangentialverstärkungselemente 15, 27 sind in dem Ausführungsbeispiel aus 1 und 2 in Form von TY-Profilen gebildet, können jedoch auch in Form von TT- oder T-Profilen gebildet sein. Das gesamte Druckschott 1 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel vollständig aus Faserverbundwerkstoff, nämlich CFK, gebildet, kann jedoch auch aus einem metallischen Werkstoff gebildet sein.
-
Wie in den 3 bis 6 dargestellt, kann grundsätzlich jede der ersten und/oder zweiten Konturlinien 23, 25 vom äußeren Ende 17 in Richtung zum inneren Ende 19 einen konvexen Verlauf aufweisen, in dem der Abstand zwischen der ersten Konturlinie 23 und der zweiten Konturlinie 25 stetig zunimmt. In dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die zweite Konturlinie 25 analog zu dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel vom äußeren Ende 17 in Richtung zum inneren Ende 19 einen konvexen Verlauf auf, in dem der Abstand zwischen der ersten Konturlinie 23 und der zweiten Konturlinie 25 stetig abnimmt und wobei die erste Konturlinie 23 einen geraden Verlauf aufweist. Zusätzlich, wie in 6 dargestellt, kann eine Zusatzverstärkungsanordung 31 vorgesehen sein, die an der zweiten Oberfläche 9 des Hautelements 3 anliegt und die analog, das heißt symmetrisch, zu der ersten Verstärkungsanordnung 5 ausgebildet ist, wobei das Hautelement 3 die Symmetrieachse definiert. In den zuvor beschriebenen und in 1, 2, 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen ist das Druckschott 1 derart in einem Flugzeugrumpf installiert beziehungsweise vorgesehen, um dort installiert zu werden, dass die zweite Oberfläche 9 des Hautelements 3 zur Druckseite 33 des Flugzeugrumpfes, das heißt zur Kabine, hin weist. Grundsätzlich ist jedoch auch eine asymmetrische Ausgestaltung der Zusatzverstärkungsanordung 31 möglich.
-
Alternativ hierzu, wie in 3 und 4 gezeigt, kann jedoch auch die erste Konturlinie 23 vom äußeren Ende 17 in Richtung zum inneren Ende 19 den konvexen Verlauf aufweisen, in dem der Abstand zwischen der ersten Konturlinie 23 und der zweiten Konturlinie 25 stetig zunimmt. Dabei kann die zweite Konturlinie 25 einen geraden Verlauf aufweisen, wie in 3 gezeigt, oder ebenfalls vom äußeren Ende 17 in Richtung zum inneren Ende 19 einen konvexen Verlauf aufweisen, in dem der Abstand zwischen der ersten Konturlinie 23 und der zweiten Konturlinie 25 stetig zunimmt und der symmetrisch zu dem Verlauf der ersten Konturlinie 23 ausgebildet ist. Dabei kann die erste Oberfläche 7 des Hautelements 3 zur Druckseite 33 des Flugzeugrumpfes, das heißt zur Kabine, hin weisen.
-
In sämtlichen gezeigten Ausführungsbeispielen weist die erste Konturline 23 beziehungsweise die zweite Konturlinie 25 vom äußeren Ende 17 zum inneren Ende 19 betrachtet die Form einer Kettenlinie auf. Alternativ kann die erste beziehungsweise zweite Konturlinie 23, 25 vom äußeren zum inneren Ende 17, 19 betrachtet jedoch auch die Form einer Parabel oder die Form eines Kreissegments aufweisen.
-
Wie in 7 dargestellt, kann die Verstärkungsanordnung 5 zur weiteren Stützung des Hautelements 3 und Verstärkung des Druckschotts 1 zusätzlich Diagonalverstärkungselemente 35 aufweisen, welche zwei oder mehr der Schnittpunkte 29, an welchen sich die Radialverstärkungselemente 15 und die Tangentialverstärkungselemente 27 schneiden, verbinden. Die Diagonalverstärkungselemente 35 erstrecken sich dabei entlang der ersten Oberfläche 7 des Hautelements 3 von der ersten Konturlinie 23 zur zweiten Konturlinie 25 und verlaufen zwischen den Radialverstärkungselementen 15 und den Tangentialverstärkungselementen 27.
-
Wie in 1 und 2 dargestellt, ist eine Vielzahl von Anschlusselementen 37 zum Anschluss der Radialverstärkungselemente 15 an die Stringer einer Flugzeugrumpfstruktur, in dem das Druckschott 1 installiert ist oder installiert werden soll, an den äußeren Enden 17 der Radialverstärkungselemente 15 vorgesehen. Die Anschlusselemente 37 sind dabei als Teil der äußeren Enden 17 der Radialverstärkungselemente 15 gebildet und verlaufen daher ebenfalls entlang der ersten und zweiten Konturlinie 23, 25.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 6443392 B1 [0007]
- US 2009/0242701 A1 [0008]
- US 2014/0124622 A1 [0008]
- DE 102012005451 A1 [0009]
- DE 102010018933 A1 [0010]
